Кожа человека представляет собой очень сложную структуру,
построенную из различных типов химических веществ. Это
интегрированная система с взаимодействующими между собой
химическими компонентами. Кожа человека на 69-73% состоит из
воды.
Различные слои кожи существенно различаются по её содержанию: на
долю эпидермиса приходится около 10%, сосочкового слоя – 71-72%.
сетчатого слоя дермы – около 61%. Нормальная жизнедеятельность
клеток происходит в условиях постоянства ионного состава и рН
жидкостей организма. В воде хорошо растворяются химические
соединения, содержащие полярные группы и способные вступать в
диполь-дипольные взаимодействия с молекулами воды или
образовывать с ними водородные связи (-ОН, -NН, С=0): неполярные
молекулы углеводородов плохо или совсем не растворяются в ней.
На минеральные составные части кожи приходится от 0,7 до 1% сухого
веса кожи, а в подкожной клетчатке – около 0,5% её сухого веса. Кожа
является важным депо катионов – натрия, калия, кальция и магния.
Натрии является основным внеклеточным катионом в организме
человека.
Вместе с ионами калия он участвует в регуляции водно-
электролитного и кислотно-щелочного равновесия. В коже натрий
содержится преимущественно в межклеточном пространстве, а калий
(75%) – в цитоплазме клеток. Кальции содержится в основном в
дерме и участвует в активации синтеза простагландинов. Магний
также является внутриклеточным катионом, им наиболее богат
эпидермис. Магний участвует в активизации киназ при реакциях
фосфорилирования.
Важную роль в биологических системах организма играют фосфаты.
Фосфор находится в клетке преимущественно в виде органических
соединений – фосфолипидов, нуклеопротеидов, аденозинфосфатов и
др. Сера входит в состав цистеина и метионина – аминокислот,
участвующих в образовании кератина, и содержится преимущественно
в роговом слое кожи, ногтях и волосах.
Для дерматологии большой интерес представляют такие
микроэлементы, как медь, цинк и железо, входящие в состав
ферментов, витаминов и играющие роль активаторов биологических
процессов. Так, например, через тирозиназу, медь участвует в синтезе
меланина, через лизилоксидазу – в обмене эластина и коллагена,
через тиолоксидазу – в процессах кератинизации; железо является
составной частью гемоглобина, миоглобина, пероксидазы и
цитохромов, обеспечивающих клеточное дыхание.
Наиболее важным химическим компонентом кожи является белок –
полипептид, образующийся в результате конденсации аминокислот. В
коже содержатся структурные белки: коллаген, ретикулин, эластин и
кератин.
Основной структурный белок кожи коллаген содержится
главным образом в дерме (составляет около 70% лишенной воды
кожи), а ретикулин и эластин, содержащиеся в коже в значительно
меньших количествах, составляют основу ретикулярных и
эластических волокон дермы, соединительнотканных оболочек
сальных и потовых желез, входят в состав волосяных фолликулов.
Кератин является основой рогового слоя. Его синтез начинается в
базальных кератиноцитах в форме прекератина, который имеет более
низкий молекулярный вес по сравнению со зрелым кератином. Он не
имеет внутри- и межцепочечных дисульфидных связей, придающих
молекулам кератина прочность и нерастворимость. В нижних рядах
рогового слоя прекератин под влиянием специфических ферментов
превращается в зрелый кератин. При этом между отдельными
молекулами и внутри них образуются дисульфидные связи, за счет
этого кератин приобретает прочность и теряет растворимость. Особый
белок – филагрин – вызывает агрегацию кератиновых филаментов. По
мере синтеза филагрин накапливается в виде кератогиалиновых
гранул и существует до тех пор, пока плотно упакованный кератин не
стабилизируется прочными дисульфидными связями. После этого
филагрин в корнеоцитах распадается до свободных аминокислот.
Содержание продуктов распада белка (мочевины, мочевой кислоты,
аминокислот, аммиака и др.) в коже, почти в 3 раза превышающее их
уровень в крови, становится ещё выше в патологически изменённых
участках кожи при преобладании процессов распада. Значительную
часть клеток кожи, как и других клеток организма (особенно их ядер),
составляют нуклеопротеиды и нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). В
коже ДНК и РНК содержатся главным образом в эпидермисе.
На долю кожи приходится около 20% всего углеводного обмена. В
эпидермисе концентрация глюкозы составляет около 30-60 мг%, а
гликогена – 70-80 мг%. Несмотря на малые количества
(приблизительно 0,1%), гликоген является важным источником энергии
для процессов деления клеток и ороговения.
В коже взрослого человека гликоген содержится главным образом в шиповатом и
базальном слоях эпидермиса. Гликозаминогликаны
(мукополисахариды), обладая большой вязкостью, способствуют
связыванию клеток между собой. В структуре и функциях кожи
основную роль играют кислые мукополисахариды: гиалуроновая,
хондроитинсерная кислоты и гепарин. При деполимеризации
мукополисахаридов (например, при повышении активности
гиалуронидазы) понижается вязкость образуемых ими гелей и тем
самым повышается проницаемость тканей кожи для микробов и
различных токсических продуктов. Гепарин в коже образуется и
накапливается в тучных клетках и играет большую роль в регуляции
микроциркуляторных процессов.
Кожа богата протеогликанами, состоящими из полисахаридных (95%) и
белковых (5%) компонентов. Являясь полианионами, они связывают
воду и катионы, образуя основное вещество соединительной ткани.
Как в коже, так и на её поверхности содержатся разнообразные
липиды. Липиды эпидермиса содержат 20% свободных жирных кислот,
17% триглицеридов, 6% моно- и диглицеридов, 16% холестерина.
Основную массу подкожной жировой клетчатки составляют
нейтральные жиры. В них преобладает самый легкоплавкий
триглицерид – триолеин (до 70%), в связи с чем человеческий жир
имеет наиболее низкую точку плавления.
Другие липиды (стерины, стероиды и фосфолипиды) содержатся в
клетках эпидермиса и соединительной ткани, в стенках сосудов и в
гладких мышцах и особенно в секрете сальных желез. На поверхности
кожи липиды смешиваются и образуют кожное сало. Содержание
жиров увеличивается после наступления половой зрелости и
снижается с возрастом.
Кожа содержит большое количество ферментов, важнейшими из
которых являются амилаза, фосфорилаза, альдолаза, дегидрогеназа
молочной кислоты, дегидрогеназа янтарной кислоты,
цитохромоксидаза, трансаминаза, аргиназа, липаза, тирозиназа и др.
Кожа человека содержит большое количество антигенов (некоторые
типы коллагена, ядерные антигены, антигены эндотелиальных клеток,
структуры фибробластов и т. д.). При общих заболеваниях и
заболеваниях кожи по отношению к ним могут вырабатываться
антитела или аутоантитела. Их обнаружение используется для
диагностики и прогнозирования течения заболевания.